近(jin)紅外（SWIR）光(guang)一般定義為0.9－1.7μm波長范圍(wei)內(nei)的光線，但也可(ke)歸入0.7－2.5μm波長范圍。由于硅傳感(gan)器(qi)的上限約為(wei)1.0μm，SWIR成像(xiang)需要能在SWIR范圍內(nei)工作的獨特組件(jian)。砷化銦鎵（InGaAs）傳(chuan)感器是在SWIR中使用的主要(yao)傳感(gan)器(qi)，可覆蓋典(dian)型(xing)的SWIR頻(pin)帶(dai)，但(dan)可擴展低至550nm和高(gao)至2.5μm。雖(sui)然市場上可提供線性線掃(sao)描(miao)InGaAs傳感器(qi)，但區域掃描InGaAs傳(chuan)感器一(yi)般受到(dao)ITAR限制，只(zhi)能用(yong)于特定商業應用(yong)，且必須(xu)獲(huo)得(de)適(shi)當(dang)許可。SWIR成(cheng)像透鏡可根(gen)據SWIR波(bo) 長(chang)專門設計、優化和進行抗反射鍍膜(mo)（鍍減(jian)反膜(mo)）。ITAR（國際條約和武(wu)器條例）由美國政府(fu)實施。 受ITAR限制的(de)產品必須遵守嚴格的(de)出(chu)入口條例(li)，才可(ke)在美國境內和境外制造和/或銷售。然而，如SWIR之類的透鏡可在具有適當(dang)許可證的情況下用于許多商業(ye)應用。
圖 1: 說明(ming)SWIR波長(chang)范圍的(de)電磁(ci)光譜
為什么使用SWIR？
物體本身就(jiu)可以輻射出(chu)中(zhong)紅外（MIR）和(he)遠紅外（LWIR）光(guang)，近紅外(wai)（SWIR）和可見光比較類似，所發出(chu)的(de)光子都(dou)會被(bei)物(wu)體反射或(huo)吸收，如果(guo)需(xu)要呈(cheng)高(gao)對比 度的(de)(de)像則需要分辨率(lv)更高(gao)。周圍環(huan)境(jing)的(de)(de)星點光以及(ji)背景輻射(夜間發光)會發射(she)近紅外光并(bing)提供較(jiao)好的戶(hu)外照明，夜視(shi)成(cheng)像(xiang)。
必須(xu)使用根據SWIR波段設計(ji)和鍍膜的透(tou)鏡（使(shi)用設計(ji)并鍍有SWIR膜(mo)層的鏡頭(tou)很有必要(yao)）。設計(ji)用于可(ke)見(jian)光(guang)的透鏡（鏡頭(tou)在SWIR波段成(cheng)像），會導致低影像 分辨率(lv)（分辨率(lv)大幅(fu)下降(jiang)）和高(gao)光學像差（且光學像差變大）。由于SWIR波(bo)長傳輸通過的專(zhuan)為(wei)SWIR設(she)計的(de)玻璃、透鏡和其(qi)他光(guang)學組(zu)件（濾光片、窗(chuang)口片等） 可以使用與可見光(guang)(guang)組(zu)件相同(tong)的工藝制造(zao)，因此可降低制造(zao)成本，在(zai)系統內使用保(bao)護(hu)性(xing)窗口片和濾光(guang)(guang)片。
大量使用(yong)可(ke)見(jian)光難以(yi)或(huo)無法實施的應用(yong)可(ke)通過SWIR完成(cheng)。當使用SWIR成像(xiang)時(shi)，水(shui)蒸氣、霧和硅等特定材料均為透明(ming)。此外，在可見(jian)光(guang)環(huan)境下近乎相同的(de)顏色(se) 使用SWIR可輕松(song)區分。
SWIR應(ying)用
SWIR成(cheng)像廣泛用于各種不(bu)同的應用，包括電子板檢查、太陽能(neng)電池檢測、生產檢查、識別與排(pai)序、監(jian)測、反假冒、過程(cheng)質(zhi)量控制(zhi)等。要了解SWIR成像的優勢，可(ke)考慮一些使用(yong)可(ke)見光和使用(yong)SWIR成像的普通日常用品(pin)的視覺范例。
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圖(tu) 2a: 紅(hong)蘋(pin)果(guo)的可(ke)見成像(xiang)。請注(zhu)意(yi)，通過可(ke)視成像(xiang)，紅(hong)蘋(pin)果(guo)看起來特別紅(hong)。缺陷并不顯而易見
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圖 2b: 紅(hong)(hong)蘋果的近(jin)(jin)紅(hong)(hong)外成像。通過近(jin)(jin)紅(hong)(hong)外成像，瘀傷顯而易見。很(hen)容易檢查表皮(pi)上(shang)的任何缺陷。
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圖(tu) 3a: 嬰(ying)兒爽身(shen)粉瓶的(de)可見成像。請(qing)注意，通(tong)過可見成像，該瓶看起(qi)來呈白(bai)色且(qie)富光澤。瓶內(nei)的(de)粉末是完(wan)全無(wu)跡可尋(xun)的(de)
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圖 3b: 嬰(ying)兒爽身粉(fen)瓶的(de)近紅外(wai)成(cheng)像(xiang)。該(gai)瓶在近紅外(wai)成(cheng)像(xiang)下(xia)是(shi)透(tou)明的(de)。輕松看到(dao)瓶內(nei)的(de)粉(fen)量。
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圖(tu) 4a: 由Detroit Institute of Arts提供的(de)Jan
Provost的 《最后審判》(The Last Judgment)，并以近紅外波段映出，通過仔(zi)細(xi)地檢查(cha)顏料膜下的草圖，詳細(xi)說(shuo)明(ming)了畫家的原意。圖像(xiang)版權所有(you) by Detroit Institute of Arts。經允許使用(yong)。
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圖 4b: 相比(bi)較畫中實(shi)際(ji)所畫的(de)5個喇叭，可以看到近紅(hong)外成像中有10個(ge)喇叭在大(da)天使之(zhi)下。畫中喇叭的(de)位(wei)置(zhi)似乎需要一個(ge)重新定位(wei)的(de)帆船。地(di)球儀上的(de)腳趾的(de)位(wei)置(zhi)也與原始(shi)草(cao)圖(tu)的(de)位(wei)置(zhi)不同。圖(tu)像(xiang)版權所有 by Detroit Institute of Arts。經允許使(shi)用(yong)。
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圖(tu) 5a: 這(zhe)幅色(se)彩豐富的 水果(guo) 圖(tu)是費城(cheng)畫(hua)家(jia)Nicole Koenitzer的(de)(de)作品(pin)，這幅畫詳細說明(ming)了(le)(le)畫家(jia)的(de)(de)作畫計劃過程。通過利(li)用近紅外波段(duan)來檢(jian)測繪圖，用戶可以了(le)(le)解(jie)該名(ming)畫家(jia)的(de)(de)作畫思維，從(cong)最初的(de)(de)起稿到上顏料(liao)，再到細化(hua)作品(pin)等階段(duan)。